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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Plausibilisierung von Drehzahlinformationen,
die anhand der Signale eines Drehzahlsensors, der an einem Drehelement
vorgesehene lokale Erfassungsabschnitte, insbesondere Zähne, sensiert,
ermittelt werden, insbesondere von Drehzahlinformationen einer Getriebean-
oder abtriebswelle eines Kraftfahrzeuggetriebes.
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Zur
Ermittlung der Drehzahl eines Drehelements, beispielsweise einer
Getriebewelle, wird ein Drehzahlsensor verwendet, der an dem Drehelement,
also beispielsweise der Welle, vorgesehene lokale Erfassungsabschnitte
erfasst. Der Drehzahlsensor ist beispielsweise als Hall-Sensor ausgeführt, die Erfassungsabschnitte
können
in Form einer Vielzahl äquidistant
beabstandeter, auf der Welle aufgebrachter Polflächen, realisiert sein. In Abhängigkeit
der erfassten Drehzahlinformation werden je nach realisiertem System
verschiedene Handlungen automatisch ausgeführt. Im Falle der Integration
in einem Kraftfahrzeug erfolgt beispielsweise bei einem automatischen
Getriebe in Abhängigkeit
der ermittelten Drehzahlinformation der automatische Schaltbetrieb des
Getriebes. Die Rotation des Drehelements führt die Erfassungsabschnitte
je nach Drehzahl unterschiedlich schnell an dem feststehenden Drehzahlsensor
vorbei, der diese erfasst und ein kontinuierliches Drehzahlsignal
liefert. Nun kann es jedoch zu relativ abrupten Drehzahlsprüngen kommen,
die unterschiedliche Ursachen haben können. Zum einen können diese
Drehzahlsprünge
beispielsweise auf die Aktivität
eines Fahrerassistenzsystems wie beispielsweise eines ESP-Systems
(ESP = elektronisches Stabilitätsprogramm),
eines ASR-Systems (ASR = Anti-Schlupf-Regelung) oder eines ABS-Systems (ABS = automatisches
Bremssystem) oder auf schlechte Straßenverhältnisse, bedingt durch welche temporär ein Rad
von der Fahrbahn abhebt, zurückzuführen sein.
Hierbei handelt es sich jedoch nicht um Systemfehler, mithin also
um aufgrund eines fehlerhaften Drehzahlerfassungssystems gegebene Drehzahldifferenzen,
sondern um Scheinfehler, die nur temporär sind und betriebsbedingte
Hintergründe haben.
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Es
kann jedoch auch zu sehr abrupten Drehzahlsprüngen kommen, die auf das Fehlen
eines Erfassungsabschnitts zurückzuführen sind.
Es wurde beobachtet, dass die lokalen Erfassungsabschnitte, beispielsweise
aufgedampfte Pole, aus welchen Gründen auch immer sich im Betrieb
ablösen
können,
so dass mithin ein Erfassungsabschnitt fehlt. Die äquidistante
Beabstandung (die beispielsweise bei der Erfassung der Drehzahl
einer Kurbelwelle lediglich an einer Stelle über einen fehlenden Erfassungsabschnitt
definiert unterbrochen ist, worüber
der obere Totpunkt der Kurbelwelle definiert wird) ist infolgedessen
an dieser Stelle unterbrochen, so dass der Drehzahlsensor dort keinen
Erfassungsabschnitt erkennt, mithin also auch das Drehzahlsignal über eine relativ
scharfe Flanke abnimmt und anschließend wieder ansteigt und den
tatsächlichen
Signalwert, der der realen Drehzahl entspricht, annimmt. Das Getriebesteuergerät, dem kontinuierlich
die Drehzahlinformation bzw. das Signal des Drehzahlsensors zur
Verarbeitung gegeben wird, erkennt nun einen solchen abrupten Drehzahleinbruch
und bewirkt daraufhin, je nach gegebenem Drehzahlniveau bzw. realisierter
Schaltstrategie, eine Getriebeschaltaktion, um bezogen auf den Drehzahleinbruch
die Getriebeübersetzung
entsprechend anzupassen. Nachdem tatsächlich aber kein Drehzahleinbruch
gegeben ist, kommt es zu einem völlig
unnötigen
Schaltvorgang. Dieser ist nicht nur für den Antriebsstrang belastend, nachdem
eine niedrigere Getriebestufe bei einer gegebenenfalls realen relativ
hohen Drehzahl eingelegt wird, vielmehr kommt es mitunter auch zu
einem starken Getriebebremseffekt über die eingelegte niedrige Getriebestufe,
die für
den Fahrer sehr unangenehm, wenn nicht sogar gefährlich sein kann. Nachdem die Drehzahlinformation
wie beschrieben nach dem abrupten Abfall ebenso abrupt auch wieder
ansteigt, veranlasst das Getriebesteuergerät unmittelbar nach dem Herunterschalten
wieder einen entgegengesetzten Schaltvorgang, wenn die Drehzahl
wieder angestiegen ist etc.
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DE 197 49 791 A1 betrifft
ein Auswerteverfahren für
ein Ausgangssignal einer eine zyklische Bewegung abtastenden Sensoreinrichtung.
Dabei wird ein Geschwindigkeitswert aus einer gemessenen Periodendauer
mittels einer Rezip rokwertbildung berechnet und ohne eine weitere
Auswertung des Geschwindigkeitswertes ein für die Zählung der empfangenen Signalperioden
vorgesehener Zähler
N inkrementiert. Im Weiteren wird geprüft, ob der zuvor ermittelte
Geschwindigkeitswert sich gegenüber
einem zuvor aufgetretenen Geschwindigkeitswert (VALT) betragsmäßig um einen
unplausiblen Wert geändert
hat.
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Aus
DE 196 02 359 A1 ist
ein Verfahren sowie eine Schaltungsanordnung zur Überwachung
eines Drehzahlsensors bekannt, bei dem z. B. kurzzeitige Änderungen
oder Einbrüche
des Sensorausgangssignals, die sich nach jeder vollen Umdrehung des
Rades wiederholen, erfasst und zur Fehlerermittlung ausgewertet
werden.
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DE 101 62 599 A1 betrifft
ein Prinzip zur Überwachung
eines Drehzahlfühlers,
wobei zunächst
eine erste Größe ermittelt
wird, welche mit der Zahl der in einem mit dem jeweiligen Zeitpunkt
korrelierten Zeitintervall auftretenden Impulse korreliert ist.
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DE 102 32 165 A1 betrifft
ein erweitertes Plausibilisierungsverfahren für Abtriebsdrehzahlsignale,
bei dem eine Differenz zweier aufeinanderfolgender Signalmesswerte
ermittelt und auf Überschreiten
eines Schwellwerts überprüft wird.
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Der
Erfindung liegt damit das Problem zugrunde, ein Verfahren anzugeben,
das auf einfache Weise das Erfassen eines realen Systemfehlers bei gleichzeitiger
Vermeidung unnötiger,
aus der fehlerhaft erfassten Drehzahlinformation resultierender Handlungen,
im Falle eines Kraftfahrzeuggetriebes entsprechender Getriebeschaltaktionen,
vermeidet.
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Zur
Lösung
dieses Problems ist ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs
1 vorgesehen.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
werden zum einen kontinuierlich die aktuell aufgenommene Drehzahlinformationen
mit der jeweils unmittelbar vorher aufgenommenen Drehzahlinformation verglichen.
Die Drehzahlinformatio nen werden beispielsweise in Intervallen von
wenigen Millisekunden, beispielsweise 10 ms, aufgenommen. Ergibt
sich innerhalb dieser Differenzbildung, bei der von der aktuell
erfassten Drehzahlinformation die zuvor aufgenommene Drehzahlinformation
subtrahiert wird, eine Abweichung um ein definiertes Mindestmaß, stellt sich
also eine hinreichende Drehzahldifferenz und damit ein Drehzahlabfall
ein, erfolgt beim erfindungsgemäßen Verfahren über einen
geeigneten Zähler die
Erfassung der Anzahl der Erfassungsabschnitte anhand des Drehzahlsensorsignals.
Die Erfassungsabschnitte werden also gezählt. Dieser Zählvorgang läuft maximal
so lange, bis eine vorgegebene Zählschwelle,
die mindestens der Anzahl der originär vorhandenen Erfassungsabschnitte
entspricht, erreicht wird. Bevorzugt wird jedoch die Zählschwelle
deutlich höher,
wenigstens auf das Doppelte oder Dreifache der originären Abschnittsanzahl
gesetzt. Während dieser
Abschnittszählung
wird kontinuierlich die Differenzbildung zwischen den jeweils aktuellen
Drehzahlinformationen und den jeweils zuvor aufgenommenen Drehzahlinformationen
vorgenommen. Das heißt,
es wird kontinuierlich überprüft, ob es
zu einer oder mehreren weiteren Abweichungen der Drehzahlinformation
kommt oder nicht. Treten nach dem ersten Ereignis, das die Zählung der
Erfassungsabschnitte ausgelöst
hat, keine weiteren Abweichungen mehr auf, so erfolgt die Abschnittszählung bis
zum Ende, das heißt, über einen über die
Abschnittszählung
definierten Zeitraum wurde kontinuierlich überprüft, dass es zu keinem weiteren
Abweichungsereignis mehr gekommen ist. Ergibt sich jedoch nach dem
Anstoßen
der Abschnittszählung
ein weiteres Ereignis, so wird dies zur weiteren Plausibilisierung der
abweichenden Drehzahlinformationen herangezogen, der zuvor begonnene
Zählvorgang
wird unterbrochen und beginnt von neuem. Je nachdem, wie viele Abweichungen
im Rahmen der Plausibilisierung erreicht werden müssen, um
eine abweichende Drehzahlinformation tatsächlich auf einen Systemfehler
zurückzuführen, wird
dieser jeweilige Zyklus entsprechend häufig wiederholt, bis das Plausibilisierungsergebnis
feststeht. Für
den Fall, dass eine abweichende Drehzahlinformation tatsächlich als
plausibel erkannt wird, mithin als ein Systemfehler bzw. ein fehlender
Erfassungsabschnitt und damit eine kontinuierliche fehlerbehaftete
Drehzahlerfassung gegeben ist, erfolgt je nachdem, wo das erfindungsgemäße Verfahren
implementiert ist, eine entsprechende Reaktion, bei einem Kraftfahrzeuggetriebe beispielsweise
die Abarbeitung eines Notlaufprogramms, verbunden mit einem Fehlerspeichereintrag oder
dergleichen.
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In
jedem Fall bietet das erfindungsgemäße Verfahren auf einfache Weise
eine Plausibilisierungsmöglichkeit.
Denn durch die erfindungsgemäß vorgesehene
Zählung
der Erfassungsabschnitte bis maximal zum Erreichen einer vorgegebenen
Zählschwelle wird
ein von der Drehzahl abhängiger
Zeitraum definiert, innerhalb welchem kontinuierlich die Drehzahlüberwachung
hinsichtlich etwaiger Anomalien erfolgt. Ergibt sich in diesem Zeitraum
keine weitere Anomalie, so wird die auslösende Drehzahlabweichung als
Scheinfehler behandelt, der aus welchen Gründen auch immer auftrat, der
aber in jedem Fall nicht auf einen Systemfehler zurückzuführen ist.
Wird jedoch eine weitere Anomalie erfasst, so kann je nach Verfahrensausgestaltung
der Zähler
erneut angestoßen
werden. Alternativ bestünde
auch die Möglichkeit,
den laufenden Zählvorgang
weiter ablaufen zu lassen, bis zum Erreichen der vorgegebenen Zählschwelle,
die wenn hinreichend hoch sicherstellt, dass das Drehelement mehrmals
um 360° gedreht hat,
mithin also der Systemfehler, der auf einen fehlenden Erfassungsabschnitt
zurückzuführen ist, zwangsläufig mehrmals
sensiert wird und infolgedessen bei Erreichen der Zählschwelle
mehrere abweichende Fehlerereignisse erfasst wurden, so dass dann
ebenfalls sichergestellt ist, dass tatsächlich ein Systemfehler gegeben
ist.
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Gemäß der Erfindung
zeichnet sich das Verfahren durch folgende Schritte aus:
- a) zwischen der letzten und der vorletzten
aufgenommenen Drehzahlinformationen wird die Differenz gebildet
und der Drehzahldifferenzwert mit einem ersten Vergleichswert verglichen,
- b) ist der Drehzahldifferenzwert größer als der oder gleich dem
ersten Vergleichswert, wird ein Abschnittszähler für die tatsächliche Anzahl gezählter Erfassungsabschnitte
auf einen definierten Ausgangswert gesetzt, und ein Fehlerzähler um
ein Zählerinkrement
erhöht,
- c) der Fehlerzählerwert
wird mit einem zweiten Vergleichswert verglichen, wobei entweder
bei einem Fehlerzählerwert,
der größer als
der oder gleich dem zweiten Vergleichswert ist, von plausiblen Drehzahlabwei chungen
ausgegangen wird, oder bei einem Fehlerzählerwert, der kleiner als der
zweite Vergleichswert ist, die Schritte a) bis c) mit jeweils den
aktuellen letzten und vorletzten Drehzahlinformationen wiederholt
werden, wobei
- d) in jedem Zyklus bei einem Vergleichsergebnis gemäß Schritt
a), wonach der Drehzahldifferenzwert kleiner als der erste Vergleichswert
ist, die Zählung
der Erfassungsabschnitte begonnen wird und ein Vergleich der gezählten Abschnittsanzahl mit
einem dritten Vergleichswert erfolgt, wobei
- e) bei einer gezählten
Abschnittszahl, die kleiner als der dritte Vergleichswert ist, erneut
mit Schritt a) begonnen wird, während
bei einer gezählten Abschnittsanzahl,
die größer als
der oder gleich dem dritten Vergleichswert ist, der Fehlerzähler sofern
nicht bereits auf Null stehend um wenigstens ein Zählerinkrement
erniedrigt wird, der Abschnittszähler
auf den definierten Ausgangswert gesetzt wird und erneut mit Schritt
a) begonnen wird.
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Es
wird hier also zunächst
eine Differenzbildung zwischen aktueller Drehzahl und der unmittelbar
zuvor aufgenommenen Drehzahl vorgenommen und die Differenz mit einem
Vergleichswert verglichen. Ergibt sich, dass der Drehzahldifferenzwert größer als
der Vergleichswert ist, wird unmittelbar der Abschnittszähler für die Abschnittszählung auf
einen definierten Ausgangswert, insbesondere 0, zurückgesetzt,
so dass dieser beginnend mit dem nächsten Zyklus (gleichbedeutend
also mit der nächsten
Differenzbildung der nachfolgend aktuellen Drehzahlinformation und
der zuvor aufgenommenen Drehzahlinformation) unmittelbar beginnen
kann, sofern dies das Vergleichsergebnis angibt. Mit dem Zurücksetzen
des Abschnittszählers
wird gleichzeitig ein Fehlerzähler,
der die Anzahl der detektierten Drehzahlabweichungen zählt, um
ein Zählerinkrement
erhöht,
es wird also beispielsweise um 1 weitergezählt. Dieser Fehlerzählerwert
wird kontinuierlich mit einem Vergleichswert verglichen, wobei das
Vergleichsergebnis ausschlaggebend für die Plausibilisierung ist. Liegt
der Ist-Fehlerzählerwert
unter dem Vergleichswert, wurde also noch nicht eine vorbestimmte
Anzahl an ausreichenden Abweichungsereignissen erfasst, beginnt
erneut die Differenzbildung zwischen der dann aktuellen Drehzahlinformation
und der zuvor aufgenommenen Drehzahlinformation. Ist jedoch der
maximale Vergleichswert erreicht, wurden also hinreichend viele
Fehlabweichungen erfasst, so wird von einer plausiblen Drehzahlinformation
ausgegangen, das heißt,
die Drehzahlabweichung ist plausibel auf einen Systemfehler zurückzuführen, eine
entsprechende Reaktion seitens des Gesamtsystems, also beispielsweise
des Getriebesteuergeräts,
wird anschließend
eingeleitet.
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Hat
sich im Schritt c) ergeben, dass der Fehlerzählerwert noch kleiner als der
Vergleichswert ist, und wird die Differenzbildung wiederholt, so
ist davon auszugehen, dass innerhalb der nachfolgenden Differenzbildung,
wenn also die Abschnittslücke,
in der der Abschnitt fehlt, etwas weiter an dem Drehzahlsensor vorbeibewegt
wurde, wieder ein korrekter Drehzahlwert ermittelt wird. In diesem
Fall wäre
die Differenz, die nicht als Absolutwert, sondern als realer Wert
berücksichtigt
wird, nicht mehr größer, sondern
kleiner als der Vergleichswert. In diesem Fall wird unmittelbar
mit dem Zählen
der Abschnitte mit dem im vorherigen Zyklus auf 0 zurückgesetzten
Abschnittszählern
begonnen und kontinuierlich verglichen, ob der vorgegebene Vergleichswert,
der das Zählende
bestimmt, erreicht wird oder nicht. Nachdem dieser Vergleichswert
so bestimmt ist, dass wenigstens eine, bevorzugt mehrere 360°-Umdrehungen zum Erreichen
des Vergleichswerts vergehen müssen,
ist zu Beginn der Zählung
zwangsläufig
die gezählte
Abschnittszahl kleiner als der Vergleichswert, es erfolgt ein kontinuierliches
Durchlaufen des Zyklus beginnend mit Schritt a), also der Differenzbildung
etc. Ergibt sich innerhalb dieses Zyklus während des laufenden Abschnittszählers eine
erneute Differenz, die größer als
der Vergleichswert ist, wird also wieder ein Fehler erfasst, so
erfolgt erneut eine Rücksetzung
des Abschnittszählers
und eine Inkrementierung des Fehlerzählers, er zählt also erneut nach oben,
es kommt wiederum zu einem Vergleich, ob die Fehlerzählerschwelle überschritten
ist oder nicht. Nur für
den Fall, dass während
der laufenden Abschnittszählung
kein erneuter Fehler detektiert wird, läuft der Abschnittszähler auf
den Vergleichswert. Dies führt
nun dazu, dass der Fehlerzähler,
der um mindestens ein Fehlerinkrement erhöht wurde, um mindestens ein
Inkrement dekrementiert wird, gegebenenfalls aber auch komplett
auf 0 zurückgesetzt wird.
Gleichzeitig wird auch der Abschnittszähler wieder auf 0 zurückgesetzt.
Denn wenn der Abschnittszähler
bis auf den Vergleichswert läuft,
ist sichergestellt, dass innerhalb des gesamten Zählzeitraums kein
weiteres Ereignis mehr stattgefunden hat, und es sich also bei dem
vormals erfassten, auslösenden Fehler
um einen einmaligen Fehler gehandelt hat.
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Eine
Weiterbildung der Erfindung sieht zweckmäßigerweise vor, dass vor, während oder nach
der Durchführung
des Schrittes b) oder c) eine Deaktivierung einer oder mehrerer
Handlungen, die in Abhängigkeit
der erfassten, von der vorher aufgenommenen um mindestens den ersten
Vergleichswert abweichenden Drehzahlinformation durchgeführt werden
würden,
insbesondere der Schaltbetrieb eines Kraftfahrzeuggetriebes, erfolgt,
wobei die Deaktivierung wieder aufgehoben wird, wenn gemäß Schritt
e) eine Abschnittsanzahl ermittelt wird, die größer als der oder gleich dem
dritten Vergleichswert ist. Das heißt, dass mit dem Erfassen eines
ersten Fehlers beispielsweise im Kraftfahrzeuggetriebe unmittelbar
seitens des Getriebesteuergeräts
der Schaltbetrieb deaktiviert wird und es infolge des erfassten
Fehlers bzw. Drehzahlsprungs nicht zu einer Schaltaktion kommt.
Diese bleibt so lange unterdrückt,
bis die Plausibilität
des Drehzahlsprungs erfasst wurde, entweder dergestalt, dass es
sich um einen einmaligen Fehler handelte, wonach die Deaktivierung
wieder aufgehoben wird, mithin also der Schaltvorgang wieder grundsätzlich möglich ist,
oder dergestalt, dass der Drehzahlsprung als plausibel erfasst und
auf einen echten Systemfehler zurückgeführt wurde, wonach die Schaltverhinderung
gegebenenfalls aktiv bleibt und zusätzlich ein Fehlerspeichereintrag
erfolgt und gegebenenfalls ein Notlaufprogramm eingeladen und abgearbeitet
wird. Daran anschließende
Strategie zur Weiterbehandlung des erfassten Systemfehlers kann
jedoch unterschiedlichster Natur sein.
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Der
erste Vergleichswert zum Drehzahldifferenzwert sollte wenigstens
200 1/min, insbesondere 500 1/min, betragen, um einen hinreichenden
Drehzahlabfall zu definieren, der sich deutlich von den üblichen
Signalschwankungen, die aus der äquidistanten
Beabstandung der Erfassungsabschnitte, also beispielsweise der Pole
zwangsläufig
resultieren, abzuheben. Dabei ist der Vergleichswert natürlich so
zu definieren, dass er bei Fehlen eines Abschnitts auch durch den
daraus resultierenden Drehzahlabfall bzw. die daraus resultierende
Drehzahldifferenz deutlich überschritten
wird.
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Der
dritte Vergleichswert zur Abschnittsanzahl sollte wenigstens dem
1,5-fachen der Soll-Abschnittsanzahl
entsprechen, er kann jedoch auch deutlich höher gewählt werden, beispielsweise
des 3- oder Mehrfachen, um sicherzustellen, dass hinreichend viele
vollständige
Drehelement- oder Wellenrotationen innerhalb eines Plausibilisierungszyklus maximal
durchlaufen werden. Beispielsweise kann der Vergleichswert bei insgesamt
34 Erfassungsabschnitten an der Kurbelwelle auf 60 oder 100 definiert werden.
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Der
zweite Vergleichswert zum Fehlerzählerwert sollte wenigstens
2 betragen, kann jedoch auch größer, beispielsweise
zu 10, gewählt
werden, insbesondere bei der Verfahrensausgestaltung, bei der mit jedem
erfassten Fehlerereignis der Abschnittszähler wieder auf 0 zurückgesetzt
und die Abschnittszählung
von neuem beginnt. Für
den Fall, dass dies nicht erfolgt, sondern mit Beginn eines auslösenden Ereignisses
(eines erfassten Fehlers) stets die Abschnittszählung bis zum Erreichen des
Abschnitts-Vergleichswerts durchläuft, ist der Vergleichswert
zum Fehlerzählerwert
natürlich
so zu bestimmen, dass er niedriger oder maximal der Anzahl an Fehlern
entspricht, die infolge der über
den Abschnitts-Vergleichswert definierten maximalen 360°-Umdrehungen überhaupt
erreicht werden könnte,
bezogen auf einen fehlenden Erfassungsabschnitt.
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Neben
dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft
die Erfindung ferner ein Kraftfahrzeug umfassend ein automatisch
geschaltetes Getriebe nebst Getriebesteuergerät, ausgebildet zur Durchführung des
Verfahrens der beschriebenen Art.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand der
Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 ein
Flussdiagramm zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 ein
Drehzahlsignaldiagramm-, ein Fehlerzählerwertdiagramm und ein Abschnittszählerwertdiagramm
zur Darstellung des Verfahrensablaufs bei einem gegebenen Systemfehler,
und
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3 die
Diagramme aus 2 bei Vorliegen von Scheinfehlern.
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1 zeigt
ein Flussdiagramm zur Erläuterung
des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Die verwendeten Buchstaben bedeuten Folgendes:
- N:
- aktuell erfasste Drehzahlinformation
- N–1:
- unmittelbar zuvor
erfasste, vorletzte Drehzahlinformation
- X:
- Vergleichswert für Drehzahldifferenzwert
- A:
- Anzahl gezählter Abschnitte
- AZ:
- Erfassungsabschnittszähler
- B:
- Vergleichswert für gezählte Abschnittsanzahl
- FZ:
- Fehlerzähler
- Y:
- Vergleichswert für Fehlerzählerwert
- Z:
- Fehlerzählerwert.
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Der
Zyklus beginnt mit dem Feld „Start”, dieser
Moment fällt üblicherweise
mit dem Starten beispielsweise des Kraftfahrzeugmotors zusammen.
Zu diesem Zeitpunkt ist der Abschnittszähler wie auch der Fehlerzähler noch
auf O. Unmittelbar danach erfolgt die Erfassung der Drehzahlsignale
bzw. der Drehzahlinformationen. Sobald zwei Drehzahlinformationen
vorliegen, nämlich
eine aktuelle Drehzahlinformation N und eine unmittelbar vor dieser
aufgenommene Drehzahlinformation N–1,
wird die Differenz N – N–1 gebildet.
Daran schließt
sich ein Vergleich an, ob der Drehzahldifferenzwert größer als
der Vergleichswert X ist. Ist dies nicht der Fall, so beginnt grundsätzlich der
Abschnittszähler
mit dem Zählen der
Abschnitte. Die ermittelte Abschnittsanzahl A wird kontinuierlich
mit einem Vergleichswert B verglichen. Für den Fall, dass die Abschnittsanzahl
A kleiner als der Vergleichswert B ist, was zu Beginn des Zählvorgangs
der Fall ist, kehrt die Schleife wieder vor die Differenzwertbildung
zurück.
Die Abschnittszählung
geht kontinuierlich weiter, gleichwie auch der kontinuierliche Vergleich
der Abschnittsanzahl mit dem Vergleichswert. Zu einem bestimmten
Zeitpunkt, ohne dass ein Fehlerereignis detektiert wurde, wird der
Fehlerzähler
FZ dekrementiert, der aber zu Beginn des Verfahrens ohnehin auf
0 steht, der Abschnittszähler
AZ wird wieder auf 0 zurückgesetzt.
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Ergibt
sich jedoch im Laufe des Betriebs, dass der Drehzahldifferenzwert
größer als
der Vergleichswert ist, wird zunächst
der Abschnittszähler AZ
auf 0 zurückgesetzt,
das heißt,
ein etwaiger Abschnittszählwert
A wird auf 0 gesetzt. Unmittelbar damit verbunden ist eine Aktivierung
einer Schaltverhinderung, nachdem im vorliegenden Beispiel angenommen
sei, dass das erfindungsgemäße Verfahren in
einem Kraftfahrzeuggetriebe implementiert bzw. vom dortigen Steuergerät ausgeführt wird.
Das heißt, das
einmalige Erfassen einer unzulässig
hohen Differenz führt
zunächst
zu einer Behinderung eines Getriebeschaltbetriebs. Innerhalb der
Differenzbildung werden lediglich positive Differenzen berücksichtigt, das
heißt,
nur Drehzahlabnahmen, wenn also die aktuelle Drehzahlinformation
kleiner als die zuvor aufgenommene Drehzahlinformation ist. Infolgedessen ist
hier auch keine Absolutwertbildung erforderlich.
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Denn
für das
erfindungsgemäße Verfahren ist
allein der einmalige Drehzahlabfall, mithin also die abfallende
Signalflanke, zur Plausibilisierung erforderlich, es kommt nicht
darauf an, auch eine zweite wieder ansteigende Flanke auszuwerten.
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Nach
der Aktivierung der Schaltverhinderung wird gleichzeitig der Fehlerzähler FZ
inkrementiert, mithin also um einen Zählwert erhöht. Der Fehlerzähler FZ
zählt kontinuierlich
die erfassten Fehlerereignisse, mithin also die unzulässig hohen
Differenzwerte und summiert diese auf. Im nächsten Schritt wird überprüft, ob der
Fehlerzählerwert
Z größer als
der Vergleichswert Y ist. Zu Beginn der Fehlererfassung ist dies üblicherweise
nicht der Fall, weshalb die Schleife wiederum vor die Differenzwertbildung
zurückkehrt.
Im nächsten
Zyklus, der nur wenige Millisekunden nach dem vorherigen Erfassen
einer aktuellen Drehzahlinformation abläuft, wird wiederum eine aktuelle
Drehzahlinformation erfasst und von der zuvor erfassten (im vorherigen
Zyklus noch die aktuelle Drehzahlinformation darstellenden) Drehzahlinformation
subtrahiert. Die Getriebewelle hat während dieses wenngleich geringen
Zeitfensters, das beispielsweise nur 10 oder 20 ms beträgt, weitergedreht,
so dass der Drehzahlsensor nunmehr einen möglicherweise unbeschädigten Abschnittsbereich sensiert. Üblicherweise
ergibt dann die Differenzbildung einen Differenzwert, der kleiner
als der Vergleichswert ist. Es kommt nun unmittelbar zum Starten
der Abschnittszählung über den
Abschnittszähler AZ,
das heißt,
es wird die rechte Schleife angestoßen. Die Abschnittszählung erfolgt
maximal so lange, bis der Vergleichswert B erreicht oder überschritten ist,
sofern innerhalb dieser von der letztlichen Ist-Drehzahl abhängigen Zeitspanne
keine weitere unzulässige
Differenzbildung erfasst wird. Wie beschrieben kehrt die Zählschleife üblicherweise,
nachdem der Abschnittszählerwert
A kleiner als der Vergleichswert B ist, wieder vor die Differenzbildung
zurück.
In diesem Moment liegt wiederum eine neue aktuelle Drehzahlinformation
vor, die mit der vorher aufgenommenen (auch hier die die im vorherigen
Zyklus aktuelle Drehzahlinformation bildende Drehzahlinformation)
subtrahiert wird. Ergibt die Differenzbildung, dass der Differenzwert
wiederum kleiner als der Vergleichswert ist, bleibt es bei der Abschnittszählung. Ergibt
sich nun innerhalb der Zeit, bis der Abschnittszählwert A gleich oder größer als
der Vergleichszählwert
ist, kein wei teres Fehlerereignis, wird also mithin kein Differenzwert
erfasst, der größer als
der Vergleichswert ist, wird der Fehlerzähler FZ, der angenommenermaßen um 1
inkrementiert wurde, um ein Inkrement, also beispielsweise 1 dekrementiert
oder grundsätzlich
auf 0 gesetzt. Denn dann ist sichergestellt, dass über einen
relativ langen Zeitraum, nämlich
die mehreren 360°-Umdrehungen,
die über
die Höhe
des Vergleichswerts B (der wie beschrieben eine maximal zu erreichende
Abschnittsanzahl angibt, z. B. 100 oder 150) kein weiteres Fehlerereignis aufgetreten
ist, mithin also zwangsläufig
davon ausgegangen werden kann, dass eben kein Erfassungsabschnitt
fehlt oder sich gelöst
hat, da dann während wenigstens
einer 360°-Umdrehung
mindestens einmal ein weiterer Fehler hätte detektiert werden müssen. Mit
der Dekrementierung des Fehlerzählers
FZ wird auch der Abschnittszähler
AZ wieder auf 0 gesetzt, ferner wird die Schaltverhinderung deaktiviert, der übliche Schaltbetrieb
kann wieder erfolgen. Dieser gesamte Vorgang zur Plausibilisierung
dauert nur wenige 100 Millisekunden, je nachdem, wie viele 360°-Umdrehungen
maximal ablaufen müssen.
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Ergibt
sich jedoch während
der Abschnittszählung
ein Differenzwert, der größer als
der Vergleichswert ist, wird automatisch wieder der Abschnittszähler auf
0 gesetzt, der „Überwachungszeitraum”, nämlich die
Abschnittszählung,
beginnt im folgenden Zyklus erneut. Die bereits aktive Schaltverhinderung
bleibt aktiv, der Fehlerzähler
FZ wird erneut um ein Inkrement erhöht, es wird erneut verglichen,
ob der Fehlerzählerwert
Z größer als
der Vergleichswert Y ist. Ist dies nicht der Fall, kehrt die Schleife
wiederum zur nächsten
Differenzbildung zurück,
im Rahmen welcher, nachdem die Kurbelwelle wieder etwas weitergedreht
hat, gegebenenfalls erneut kein Fehler erfasst wird, der Abschnittszähler beginnt
zu zählen,
man bewegt sich wieder in der rechten Zählschleife, eben so lange,
bis gegebenenfalls erneut ein unzulässig hoher Differenzwert erfasst
wird und es wiederum zu einer Inkrementierung des Fehlerzählers kommt.
Irgendwann (auch hier nach wenigen 100 ms) ist der Moment erreicht,
dass der Zählwert
Z größer als
der Vergleichswert Y ist. Dann ist zwangsläufig sichergestellt, dass ein
Systemfehler vorliegt, mithin also ein Sensorfehler gegeben ist,
der auf das Fehlen eines Erfassungsabschnitts an der Getriebewelle
zurückzuführen ist.
Es erfolgt im nächsten
Schritt ein Eintrag in einen Fehlerspeicher und gegebenenfalls das
Umschalten auf eine Notlaufstrategie, innerhalb welcher ein anderes Schaltverhalten
oder Schaltprogramm abgearbeitet wird, oder gegebenenfalls eine
andere Art der Drehzahlerfassung (die Drehzahl kann auch aus anderen Parametern
gegebenenfalls abgeleitet werden) abgearbeitet wird.
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In 2 sind
drei Diagramme dargestellt, anhand denen das erfindungsgemäße Verfahren
bei Vorliegen eines tatsächlichen
Systemfehlers dargestellt wird. Das obere Diagramm zeigt das Drehzahlsignal
S längs
der Ordinate, aufgetragen über
die Zeit, das mittlere Diagramm zeigt den Fehlerzählerwert
Z längs
der Ordinate, aufgetragen über
die Zeit, das untere Diagramm zeigt den Abschnittszählerwert A
längs der
Ordinate, aufgetragen über
die Zeit.
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Ersichtlich
bewegt sich das Drehzahlsignal S auf konstantem Niveau bis zum Zeitpunkt
t1, wo es hier aufgrund des Fehlens eines
Erfassungsabschnitts deutlich abnimmt. Daraus resultiert, dass eine
hinreichende Drehzahldifferenz erfasst wird, der Fehlerzählerwert
Z wird um ein Inkrement erhöht. Gleichzeitig
wird der zum Zeitpunkt 0 angestoßene Abschnittszähler wieder
auf 0 zurückgesetzt,
er beginnt erneut mit dem Zählen.
Der Einfachheit halber ist hier der Abschnittszählwert als Gerade dargestellt, tatsächlich ändert er
sich aber infolge der realen Zählung
stufenweise, was aber nicht detailliert genug im Hinblick auf die
vielen Stufen darstellbar ist. Das Drehzahlsignal S steigt unmittelbar
danach wieder auf den realen Drehzahlwert an, jedoch kommt es zum
Zeitpunkt t2 erneut zu einem abrupten Drehzahlabfall.
Zu diesem Zeitpunkt hat die Kurbelwelle eine 360°-Umdrehung vorgenommen. Der
Zählerwert
Z wird wiederum um ein Inkrement erhöht, der teilweise aufgelaufene
Abschnittszähler
AZ wird wieder in seinem Abschnittswert A auf 0 zurückgesetzt,
er beginnt erneut bei 0 zu zählen.
Zum Zeitpunkt t3 passiert das Gleiche, wiederum
kommt es zu einem abrupten Drehzahlabfall, der Fehlerzählerwert
Z wird wiederum um ein Inkrement erhöht, der Abschnittszähler AZ wieder
auf 0 zurückgesetzt.
Im Zeitpunkt t4 kommt es erneut zu einem
abrupten Drehzahlabfall, der Fehlerzählerwert Z wird nun auf einen
Wert erhöht,
der dem Vergleichswert Y entspricht. In diesem Fall ist plausibilisiert,
dass ein Systemfehler vorhanden ist, es kommt gemäß dem Flussdiagramm
zu Fehlerspeichereintrag sowie zum Umschalten auf eine Notlaufstrategie,
nachdem der erfasste Fehler innerhalb eines bestimmten Überwachungszeitraums
mehrfach aufgetreten ist und den Vergleichs- oder Schwellwert überschritten
hat.
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3 zeigt
demgegenüber
ebenfalls die Signal-, Fehlerzählwert-
und Abschnittszählwertdiagramme,
wobei hier jedoch kein Systemfehler gegeben ist. Auch hier befindet
sich das Drehzahlsignal S zunächst
auf realem Niveau, im Zeitpunkt t1 kommt es
hier beispielsweise aufgrund eines Fahrerassistenzsystemeingriffs
zu einem extrem kurzzeitigen Drehzahlabfall. Der Fehlerzählwert Z
wird um ein Inkrement erhöht,
der Abschnittszähler
wird wieder auf 0 zurückgesetzt
und beginnt erneut zu zählen.
Zu einem Zeitpunkt t2 kommt es erneut zu
einem Systemeingriff, weshalb der Fehlerzählerwert Z erneut um ein Inkrement
erhöht
und der Abschnittszähler
AZ wiederum auf 0 zurückgesetzt
wird. Anschließend kommt
es jedoch zu keinem Fehlerereignis mehr. Der Abschnittszählerwert
A nimmt kontinuierlich zu, bis er den Vergleichswert B erreicht
hat. In diesem Fall wird der Fehlerzählerwert Z im gezeigten Beispiel
um ein Inkrement erniedrigt, es wäre auch denkbar, ihn komplett
auf 0 zurückzusetzen.
Auch der Abschnittszählerwert
A wird wiederum auf 0 zurückgesetzt,
der Zyklus beginnt von neuem. Eine zum Zeitpunkt t1 aktivierte
Schaltverhinderung wird im Zeitpunkt t3 deaktiviert.